(57)【要約】      （修正有）【課題】多数の試料容器を１つの揺動ユニット内に配することが可能である本発明は遠心分離機用揺動ユニットを提供する。【解決手段】この揺動ユニット１００は一連の試料容器収容孔を有すると共に揺動軸を中心に旋回し得るようにして遠心分離機ロータヘッド１に挿設可能であって、少なくとも２個の上記試料容器収容孔の軸は互いにずらして配置されている。これによって、取付けスペースが限られている場合にも、従来可能であったよりも多数の試料容器を１つの揺動ユニット内に配することが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心分離機（２００）用の揺動ユニット（１００）であって、一連の試料容器収容孔（２４）を有すると共に遠心分離機ロータヘッド（１）に揺動軸（８）を中心にして旋回可能に挿設しうるよう構成された前記揺動ユニット（１００）において、
少なくとも２個の前記試料容器収容孔（２４）の軸（２６，２７）は、互いにずらして配置されていることを特徴とする揺動ユニット（１００）。
【請求項２】
同一の長さを有する少なくとも２個の試料容器収容孔（２４）が、前記揺動ユニット（１００）内で垂直方向において異なったポジションに配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の揺動ユニット（１００）。
【請求項３】
前記揺動ユニット（１００）のボトムの外側端縁（１７）は第１の面（１４）と第１の湾曲面（１６）との交差によって生成され、その際、前記第１の面（１４）は前記ロータヘッド（１）に生ずる前記揺動ユニット（１００）の揺動軸（８）と平行に前記ロータヘッド軸（２）の延長方向に、前記揺動軸（８）と前記遠心分離機（２００）のケーシング壁（１１）との間の領域内を延びており、前記第１の湾曲面（１６）は、前記ロータヘッド軸（２）に中心が配置されていると共に半径（１３）が前記ケーシング壁（１１）と前記揺動軸（８）との間の領域に達する円弧（１３１）が前記揺動軸（８）を中心にして旋回されて形成されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の揺動ユニット（１００）。
【請求項４】
前記円弧（１３１）の前記半径（１３）は前記遠心分離機の前記ケーシング壁（１１）の半径よりも、前記揺動ユニット（１００）のボトムの最小厚さを含めた安全間隔分（１２）だけ小さく形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の揺動ユニット（１００）。
【請求項５】
前記揺動ユニット（１００）のヘッドの外側端縁（２２）は第２の面（２１）と第２の湾曲面（９）との交差によって形成され、その際、前記第２の面（２１）は前記ロータヘッド（１）に生ずる前記揺動ユニット（１００）の揺動軸（８）と平行に前記ロータヘッド軸（２）の延長方向に、前記揺動軸（８）と前記ロータヘッド軸（２）との間の領域内を延びており、前記第２の湾曲面（９）は、前記揺動軸（８）と、当該ロータアーム（４）の前記揺動軸（８）側の辺と、前記ロータヘッド（１）のロータハブ（３）とによって形成された第３の面が前記揺動軸（８）を中心にして旋回されて形成されていることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の揺動ユニット（１００）。
【請求項６】
前記ボトム領域における前記一連の試料容器収容孔（２４）の包絡線（２９）は、前記揺動ユニット（１００）の中心軸（１０３）に中心が位置する円であることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の揺動ユニット（１００）。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の揺動ユニット（１００）が挿設可能であって、ロータヘッド（１）の回転速度が十分であれば、前記揺動ユニット（１００）は遠心分離機ケーシング壁（１１）の方向に振り向けられることを特徴とする、遠心分離機（２００）用ロータヘッド（１）
【請求項８】
請求項７記載のロータヘッド（１）を有する、遠心分離機（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心分離機用揺動ユニットと、この種の揺動ユニットを収容するためのロータヘッドと、この種の揺動ユニット用の当該遠心分離機とに関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心分離機は、一または複数の揺動ユニットを挿設し得るように形成されていてよい。揺動ユニットとは、遠心分離機のロータヘッドとピン連結可能な、端縁側に設けられた少なくとも２個のピン受け手段を備えたホルダである。遠心分離機のロータヘッドが回転すると、揺動ユニットには遠心力が作用する。この力によって、揺動ユニットは同ユニットのボトムが外側の遠心分離機ケーシング壁の方向に向くように運動ないし揺動させられることになる。このような事象はメリーゴーランドにおける乗客用ゴンドラの運動にたとえることができる。ロータヘッドの回転速度が十分に高ければ、揺動ユニットは外側に向かって振り向けられて水平姿勢を取り、その際、揺動ユニットのボトムは遠心分離機ケーシング壁の近傍に位置し、他方、揺動ユニットのヘッドはロータ軸の近傍に位置している。
【０００３】
揺動ユニットはほとんどの場合に、遠心分離される試料を含んだ一連の管状試料容器を収容している。これらの試料容器は互いに平行に配置された一連の試料容器収容孔に挿し込まれている。これらの収容孔は揺動ユニットに直接設けられているかまたは、この種の揺動ユニットに挿入される杯状体、インサートまたはアダプタに設けられている。この種の揺動ユニットまたはこの種の杯状体によって収容可能な試料容器の数は、揺動体によって所与のスペースによって制約される。
【０００４】
短時間にできるだけ多くの試料を遠心分離することが、一般に、関心の対象となっている。遠心分離時間はほとんどの場合に短縮不可能である。というのも、回転速度を引上げれば、それによって試料が損なわれることがありあるいは、そのようにして処理された試料では有意な結果が得られないと推定されるからである。これに対処する方法として考えられるのは、より大型の遠心分離機を使用して、より多くの試料を収容し得るようにすることである。しかし、この方式は遠心分離機に供されるスペースが制限されていればなんらの解決ももたらすものではない。また、すでに寸法が決められて固定された遠心分離機が使用される場合にも、この方式は利用できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、所与の遠心分離機用スペースにおいて、遠心分離処理中に同一時間で従来よりも多くの試料容器を遠心分離することができるような、揺動ユニット、ロータヘッドおよび遠心分離機を創作することである。この種の揺動ユニットを既存の遠心分離機にも使用可能とし、したがって、下位互換性をもたせると同時に低コストにすることが意図されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は独立請求項の主題によって達成、解決される。本発明の有利な発展態様は従属請求項の主題である。
【０００７】
本発明による遠心分離機用揺動ユニットは一連の試料容器収容孔を有すると共に揺動軸を中心に旋回し得るようにして遠心分離機ロータヘッドに挿設可能であって、少なくとも２個の試料容器収容孔の軸は互いにずらして配置されている。本発明の根底をなす思想は、揺動ユニットのヘッド領域用およびボトム領域用に、まったく異なったスペースが供されるということである。上記ヘッド領域は上記ロータヘッドないし十字形ロータの形状によって境界を定められ、上記ボトム領域は遠心分離機ケーシング壁によって境界を定められる。ロータヘッド領域内の利用可能なスペースは、ロータアームの形態と上記ロータヘッドのロータハブの形状とによって所与である。一般的に言って、試料容器の収容スペースは容器が上記ロータヘッドの中心に近づけて配置されるほど、より縮小する。反対に、容器が遠心分離機ケーシング壁の領域に近づけて配置されるほど、試料容器の収容スペースは、より増大する。上記ロータヘッドの中心からの距離が増加すると共に試料容器収容スペースも増大する。遠心分離機の外寸をできるだけ小さく保つために、少なくとも２個の試料容器収容孔の軸を互いにずらして配置すれば、揺動ユニットの上記ヘッド領域と上記ボトム領域のスペース利用を改善でき、このようにして、これらの領域においてより多くの試料容器を収容することが可能となる。また、１揺動ユニットのすべての試料容器収容孔の軸を互いにずらして配置することも考えられうる。従来の技術において通例のように、試料容器を互いに平行に配置する場合には、ヘッド領域とボトム領域とに共通に供される面が利用されることになる。本発明によれば、もはや双方の領域のこの共通部分に依拠することなく、異なったスペースをより有効に利用することが可能である。通例の回転速度を変えることなく設定し、こうして、同一時間に従来よりも多くの試料容器を遠心分離することが可能である。コンピュータ制御式の製造マシンの使用により、互いにずらされた試料容器収容孔を容易かつ高精度で製造することが可能である。こうした揺動ユニットはダイカストによっても量産することができる。この場合、上記揺動ユニットはそれぞれ一体に製造されても複数の部材から結合されてもよい。
【０００８】
揺動状態における揺動ユニットの上記ボトム領域の外側端縁が第１の面と第１の湾曲面との交差によって生成されれば、試料容器を収容するために利用可能なスペースをさらに最適化して、できるだけ大きくすることが可能である。この場合、上記第１の面は上記ロータヘッドに形成される上記揺動ユニットの揺動軸と平行に上記ロータヘッド軸の延長方向に、上記揺動軸と上記遠心分離機のケーシング壁との間の領域内を延びており、上記第１の湾曲面は、上記ロータヘッド軸に中心が配置されていると共に半径が上記ケーシング壁と上記揺動軸との間の領域に達する円弧が上記揺動軸を中心にして旋回されて形成されている。かかる構造において、上記外側端縁として楕円形が形成され、上記揺動ユニットの揺動状態において上記楕円の長軸は水平に配置され、楕円中心点を通り上記揺動軸に対して垂直をなす軸の延長は上記ロータヘッドの当該主軸と交わっている。このようにして、この楕円内の面は上記一連の試料容器の配置に利用可能なボトム領域となる。上記揺動ユニットのこのボトム領域において上記一連の試料容器の底はおおよそ１つの共通の高さ位置に配置されている。これらの試料容器の底の位置のわずかな相異は、互いにずらされた孔軸配置に加えてさらに、スペース利用に関する利点を供する。
【０００９】
上述した円弧の上記半径は上記遠心分離機の上記ケーシング壁の半径よりも、安全間隔＋上記揺動ユニットのボトムの最小厚さ分だけ小さく形成されていれば、回転時におけるより大きな安全性が達成される。この安全間隔は、回転時の変位と、たとえば上記遠心分離機の内外から生ずる振動時における半径方向への揺動ユニットの動きとを顧慮している。こうした構造にあっては、上記ロータヘッドの回転中に上記揺動ユニットが上記遠心分離機の上記ケーシング壁に衝突する可能性は減少する。
【００１０】
上記揺動ユニットのヘッド領域において試料容器を収容するための可能最大スペースは以下のようにして求めることができる。つまり、上記揺動ユニットのヘッドの外側端縁は第２の面と第２の湾曲面との交差によって形成されるようにすることである。この場合、上記第２の面は上記ロータヘッドに存在する上記揺動ユニットの揺動軸と平行に上記ロータヘッド軸の延長方向に、上記揺動軸と上記ロータヘッド軸との間の領域内を延びており、上記第２の湾曲面は、上記揺動軸と、当該ロータアームの上記揺動軸側の辺と、上記ロータヘッドのロータハブとによって形成された第３の面が上記揺動軸を中心にして旋回されて形成されている。こうして生じた上記外側端縁によって形成された面内には、上記ロータヘッドとの衝突を生ずることなく試料容器を配置することが可能であり、その際同時に可能最大面が供される。上記第２の面は、上記一連の試料容器の上端がおおよそ共通な高さ位置に配置された面を表している。
【００１１】
本発明のさらに別の実施形態において、上記ボトム領域における上記一連の試料容器収容孔の包絡線は上記揺動ユニットの中心軸に中心が位置する円である。こうして、上記揺動ユニットは楕円形輪郭に代えて円形輪郭を有することが可能である。これは製造技術上ならびに製造コストの点でより容易に製造することができる。さらに、円形断面を有すると共に、試料容器収容孔を備えた円形のインサートないしアダプタしか収容することのできない既存の揺動ユニットに、互いにずらして配置された試料容器収容孔軸を有するインサートを装備することが可能である。収容可能な上記試料容器の数は、これらの試料容器が円錐状にテーパした底を有しかつ上記揺動ユニットのボトム領域に同じく円錐状にテーパした収容孔が形成されていれば、円形形状であっても従来よりも多数とすることが可能である。こうした円錐状の形状により、ボトム領域における所要スペースを収容孔がもっぱら円筒状に形成されている場合よりも狭小に形成することが可能である。
【００１２】
上記課題は、上述した揺動ユニットを有した遠心分離機ヘッドと、この種の遠心分離機ヘッドを有した遠心分離機によっても達成、解決される。
以下、図面に示した実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による揺動ユニットの第１の実施形態の斜視図である。
【図２】本発明による揺動ユニット用のロータヘッドの側面図である。
【図３】図２に示したロータヘッドを、本発明による揺動ユニットを配置するための一連の断面と共に示す平面図である。
【図４】ロータヘッドと、本発明による揺動ユニットのヘッド領域構造面とを示す斜視図である。
【図５】ロータヘッドと、本発明による揺動ユニットのボトム領域構造面とを示す斜視図である。
【図６】本発明による揺動ユニットにおける、試料容器収容孔の軸配置を示す斜視図である。
【図７】本発明による揺動ユニットを備えた遠心分離機を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明による揺動ユニット１００の第１の実施形態の斜視図を示す。揺動ユニット１００は端縁に、遠心分離機２００のロータヘッド１の支持ピンに対応する切り込み１０１を有している（図７参照）。揺動ユニット１００の内部には、試料容器２４０を収容するための孔２４が設けられたアダプタまたはインサート１０２が配置されている。
【００１５】
図２はロータヘッドの側面図を示している。ロータヘッド１は幾何的中心にロータヘッド軸２を有し、この軸２周りにロータハブ３が設けられている（図５も参照）。ロータヘッド１はロータハブ３から放射状に外側に向かって突き出した複数のアーム４（図３参照）を備えている。図３に示した実施形態において、アーム４の端部には三角形状の保持具５が形成されており、これらの保持具の側面６には外側に向かって突き出した支持ピン７が配置されている。支持ピン７は隣接するアーム４の対向する支持ピンと共に、揺動ユニット１００の旋回軸を形成する揺動軸８を形成する。支持ピン７は揺動ユニット１００の切り込み１０１に係合すべく設けられている。揺動軸８と、当該アーム４と、ロータハブ３の側面との間には、揺動の間、ロータヘッド１との衝突を生ずることなく揺動ユニット１００ないし同ユニットのヘッド領域が可動する領域９が位置している。第２の湾曲面である領域９の境界線には符号１０が付されている。
【００１６】
揺動ユニットの外側境界は、遠心分離機のケーシング壁１１によって形成されている（図３参照）。ロータが回転変位する際の揺動ユニット１００とケーシング壁１１との衝突を回避するため、図３に示した遠心分離機の実施形態において、揺動ユニットのボトム厚さ分を含めた安全間隔１２が設けられていることにより、揺動ユニットによって実際に利用可能な半径１３が定まる。この半径１３によって形成された円弧１３１は、図３において、たとえば９０°の角度したがってロータヘッド１の２本のアーム４間の領域に及ぶように表されている。この円弧１３１が揺動軸８を中心にして旋回されると、第１の湾曲面１６が形成されるが、この湾曲面は図２には側面図で、図３には平面図で、図５には斜視図で表されている。
【００１７】
揺動軸８と第１の湾曲面１６との間の領域において、ロータヘッド軸２の延長方向に揺動軸８と平行に、したがって図３において描図面に対して垂直方向に第１の面１４が設定されれば、この第１の面は第１の湾曲面１６と交差する。図５に示されるように、この第１の面１４と第１の湾曲面１６との交差によって、安全間隔の顧慮下で揺動ユニット１００と遠心分離機のケーシング壁１１とが衝突することのない、揺動ユニット１００のボトムの最大許容外側端縁を形成する交線１７が生じる。第１の交線１７は楕円形であり、図５において斜視図で表されている。この楕円は第１の主軸１８とこの軸に対して垂直に配置された第２の主軸１９とを有しており、楕円中心点を通り揺動軸８に対して垂直な軸２０の延長はロータヘッド軸２と交わっている。交線１７によって包囲された面１７０は試料容器収容孔を配置するために利用することができる。
【００１８】
揺動ユニットの許容ヘッド領域の構造は、たとえば図２〜図４に示されている。揺動軸８と、隣接するロータアーム４と、ロータハブ３の１側面とによって包囲された領域が揺動軸８を中心に回転すると想定したとき、揺動状態において第２の湾曲面９が生成される。揺動軸８とロータヘッド軸２との間の領域に、ロータヘッド軸２の延長方向に揺動軸８と平行に、したがって図３において描図面に対して垂直に第２の面２１が設定されれば、この面は第２の湾曲面９と交差して、第２の交線２２が形成される。図４に示されるように、この交線２２は左右側が凸形に湾曲し、上下境界２３は水平に延びている。交線２２のこの水平部分は、平面図で見て直線３００を示すロータハブ３の輪郭によって制約されている（図３参照）。交線２２によって包囲された面２２０は、揺動ユニットを備えた遠心分離機ロータヘッドの回転時にロータヘッド１との衝突を生じないようにして揺動ユニットに収容される試料容器２４０の上端のために利用することができる。図３には、平面図で見て、揺動ユニットの配置可能面３０が生じている。
【００１９】
図６は揺動ユニットのボトム領域のための第１の交線１７と、ヘッド領域のための第２の交線２２とを示している。同図から、ヘッド領域には幅よりも大きな高さを有する面が供されており、他方、ボトム領域では高さよりも大きな幅を有する面が利用可能である旨が認められる。図６に示した配置において、Ｐ１〜Ｐ１０の連番の付された１０個の試料容器収容孔が表されている。試料容器収容孔２４の軸の配置は、連番Ｐ５の付された収容孔の例から判明するように、中心軸２５によって表されている。連番Ｐ９とＰ１０が付された収容孔は互いにずれた軸２６と２７とを有しており、この場合、ヘッド領域において連番Ｐ９の付された収容孔は連番Ｐ８とＰ１０とが付された収容孔と隣接しているが、他方、ボトム領域では連番Ｐ９の付された収容孔は連番Ｐ１０の付された収容孔と隣接しているのみで、連番Ｐ８の付された収容孔とはもはや隣接していない。こうして、収容孔の軸を互いにずらして配置することにより、ヘッド領域における収容孔の順序とボトム領域における収容孔の順序を変化させることができる。
【００２０】
第１の交線１７は、試料容器収容孔用に最大限度の利用が可能な領域１７０を包囲する楕円である。この領域はもっと狭く、たとえば円として形成されていてもよいことは勿論である（図６の破線２９参照）。このような対策は、既存の揺動ユニットに適合させるべくアダプタ１０２のボトム領域が円形に形成されている必要がある場合に有用である。このような場合、試料容器はボトム領域においてたとえば円錐状に形成されていてよく、このようにすれば、同所において必要とされるスペースをより小さくすることが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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